Контроль за параметрами режима бурения

Текущий контроль параметров процесса бурения осуществля­ется в основном с помощью следующих приборов: индикатора массы (веса), манометра, моментомера, тахометра, а также при­боров для измерения механической скорости и проходки.

Индикатор массы (веса). Осевая нагрузка на долото в каждый момент определяется при помощи индикатора массы (веса). По это­му прибору находят также нагрузку, действующую на крюк талевой системы. Комплект индикатора массы (веса) со­стоит из трансформатора давления, одного указывающего манометра и одного самопи­шущего манометра с круглой диаграммой, вращаемой часовым механизмом со скоро­стью один оборот за сутки. Перед установкой индикатора массы (веса) необходимо убе­диться в том, что неподвижный конец талевого каната на всем своем протяжении от ролика кронблока до места укрепления про­ходит свободно, не задевая элементы фонаря вышки. Канат в мес­те крепления трансформатора не должен иметь разорванных про­волок и следов видимого износа.

Через каждые 6 мес индикатор массы (веса) независимо от его состояния необходимо демонтировать для осмотра и текущего ре­монта. Ремонт индикатора массы (веса) на буровой, связанный хотя бы с частичной разборкой трансформатора давления, указы­

вающего и самопишущего манометров, запрещается. Не разреша­ется также замена отдельных приборов комплекта.

Чтобы определить осевую нагрузку (давление на забой) в момент бурения, необходимо знать показание индикатора массы (веса). Если показание индикатора массы (веса) Y, то осевая нагрузка составляет

Р_а = (Х- Y)Ц.

Отсчет производится в следующем порядке. Спускаемую в сква­жину бурильную колонну с навинченной ведущей трубой подни­мают над забоем на 2...3 м и затем с вращением и циркуляцией бурового раствора медленно опускают. В этот момент фиксируют показание X стрелки манометра.

После создания давления (осевой нагрузки) на забой частью массы бурильных труб на долото определяют величину Y. Разность между этими двумя показаниями, умноженная на цену деления индикатора массы (веса), и будет характеризовать осевую нагрузку.

По индикатор­ной диаграмме инженерно-технические работники изучают про­цесс бурения, разрабатывают режимы бурения, контролируют соблюдение заданных параметров режима.

Кроме описанного выше гидравлического, существуют элек­трический и механический индикаторы массы (веса). Электричес­кий индикатор массы (веса) так же, как и гидравлический, изме­ряет массу бурильного инструмента по усилию в неподвижном конце талевого каната. Он состоит из датчика с индукционным преобразователем, назначение которого — воспринимать натяже­ние неподвижного конца талевого каната и отображать это натя­жение пропорциональной ЭДС.

Контроль за другими параметрами режима бурения. Давление бу­рового раствора измеряется датчиком, который монтируется на трубопроводе между насосами и стояком или на стояке нагнета­тельной линии буровых насосов.

Частота вращения ротора измеряется тахометрами различных конструкций. Имеются также приборы по измерению механичес­кой скорости проходки и ряд других приборов, регистрирующих и показывающих забойные параметры процессов бурения (число оборотов вала турбобура, пространственное положение забоя сква­жины и т.д.).

Cоздано доста­точно большое число приборов для контроля забойных парамет­ров. Для связи с поверхностью использу­ются следующие виды связи:

электропроводный — с помощью встроенной в колонну труб линии связи;

беспроводный — с передачей электрического сигнала по бу­рильной колонне и горным породам и передачей гидравлических импульсов по промывочной жидкости, заключенной в бурильной колонне;

механический — по телу бурильной трубы.

Существует два принципиальных метода передачи сигнала с за­боя по каналам связи: непрерывный и дискретный. Более удобным и надежным в практических целях является второй.

18. Осложнения в процессе бурения: Общие положения.

19. Осложнения, вызывающие нарушение целостности стенок скважины

Обвалы происходят во время прохождения уплотненных глин, аргиллитов или глинистых сланцев. Также обвалам может способствовать и набухание за счет поступления в пласты свободной воды. Небольшие осыпи могут происходить из-за воздействия бурильного инструмента, в следствии действия тектонических сил. Характерные признаки: резкое повышение давления на выкиде буровых насосов, обильный вынос кусков породы, интенсивное кавернообразование и недохождение бурильной колонны до забоя без помывки проработки.

Предупреждение:

1. Бурить скважины меньшего диаметра

2. бурить от башмака предыдущей колонны до башмака последующей колонны долотами одного размера

3. поддерживать скорость восходящего потока не менее 1,5 м/с

4. Подавать бурильную колонну на забой плавно, без рывков

5. избегать значительных колебаний плотности бурового раствора

6. перед подъемом колонны утяжелять раствор, доводя его плотность до нужной, если в процессе бурения произошло ее снижение

7. не допускать длительного пребывания бурильной колонны без движения

Набухание происходит в результате действия бурового раствора и его фильтрата при прохождении глин, которые набухают, сужая ствол скважины, это приводит к затяжкам, посадкам, недохождениям до забоя и прихватам бурильного инструмента.

Предупреждение:

1. бурить с промывкой утяжеленными бур. растворами, в фильтре которых содержаться хим. вещества, способствующие увеличения предельного напряжения сдвига, а также степени и давления набухания.

2. Организовать работу, обеспечивающую высокие механические скорости проходки

3. после приготовления глинистого раствора заполнить им скважину и выждать время, необходимое для хим. реакций.

Ползучесть происходит в случае прохождения высокопластичных пород (глины, аргеллиты), склонных деформироваться со временем. В результате недостаточного противодавления эти породы ползут, заполняя ствол скважины.

Характерные признаки: затяжки, посадки бурильной колонны до забоя, прихват и смятие бурильной или обсадной колонны.

Предупреждение:

1. Разбуривание отложений с промывкой утяжеленными буровыми растворами

2. Организация работ, обеспечивающая высокие механические скорости проходки

3. Использование при бурении вертикальных скважин такой компановки колонны, при которой искривление сводится к 0

4. при креплении скважины обсадной колонны в интервале пород, склонных к ползучести, устанавливать трубы с повышенной толщиной стенок, чтобы исключить смятие

Желобообразование происходит при прохождении любых пород, кроме очень крепких, возникают желоба-перегибы

Причины:

1. Увеличение углов перегиба ствола скважины

2. Увеличение массы единицы длины буровой колонны и площади контакта бур. труб с породой

Часто желоба вырабатывают при проводке искривленных и наклонно направленных скважин.

Признаки:

Заклинивание бурильных и обсадных труб.

Меры предупреждения:

1. Использование при бурении вертикальных скважин такой компановки бур. колонны, при которой искривление сводится к 0

2. Недопущение различных азимутальных изменений, стремление к максимальной проходке на долото

3. Использование предохранительных резиновых колец

4. Проработка желобов

Растворение – происходит во время прохождения соляных пород.

Признаки

1. Интенсивное кавернообразование

2. В тяжелых случаях потеря ствола скважины

Меры предотвращения

1. Максимальное форсирование режима бурения с последующим спуском обсадной колонны и ее цементированием (небольшая мощность соляных пластов)

2. Использование безводных буровых растворов (большая мощность соляных пластов)